(57)【要約】【課題】  走行や跳躍などの急激な動作を行なう際の衝撃吸収とダイナミック動作を実現する。【解決手段】  ロボットの可動脚は、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系を組み合わせた１自由度の直動機構で構成される。サーボ・モータからなる能動制御による駆動系と出力部（関節などの効果器）の間には、受動的で広帯域で応答することができる機構系が直列的に配置されている。この受動的な機構系は、例えばばねやダンパなどのコンプライアンスの他、プリロードや摩擦その他の非線形要素により構成することができる。【選択図】  図３
2005177918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも可動脚を備えたロボット装置であって、
前記可動脚のリンク又は関節部位に、ばね要素と、ダンパ要素と、摩擦要素とで構成され、前記の各要素は可変で非線形特性を持つ可変式非線形コンプライアンス機構を備える、
ことを特徴とするロボット装置。
【請求項２】
前記ロボット装置の状態を検出するセンサと、
前記センサ出力に応じて前記可変式非線形コンプライアンス機構の作動を停止、制動、又は係止する切替機構と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項３】
前記可変式非線形コンプライアンス機構は、その直動機構が前記可動脚のリンク方向と一致するように取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項４】
前記可変式非線形コンプライアンス機構は、その直動機構が前記可動脚のリンク方向と一致しないように取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項５】
前記可変式非線形コンプライアンス機構は、前記ロボット装置の接地部付近に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項６】
前記可変式非線形コンプライアンス機構は、前記ロボット装置の脛付近あるいはそれよりも上方に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項７】
１箇所に複数軸のコンプライアンス機構を導入する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項８】
前記可変式非線形コンプライアンス機構を回転部付近に配置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項９】
前記可変式非線形コンプライアンス機構をリンク部に配置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１０】
前記ばね要素は、非線形特性、プリロード、リミッタを持つ、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１１】
前記ダンパ要素は、非線形特性で、圧縮・伸展で特性を変化、あるいは速度に対し負特性を持つ、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１２】
前記摩擦要素は、速度依存性が小さい成分である、
ことを特徴とする請求項１に記載のロボット装置。
【請求項１３】
少なくとも可動脚を備えたロボット装置のためのコンプライアンス装置であって、
前記可動脚のリンク又は関節部位に配置され、ばね要素と、ダンパ要素と、摩擦要素とで構成され、前記の各要素は可変で非線形特性を持つ、
ことを特徴とするロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１４】
前記ロボット装置の状態を検出するセンサと、
前記センサ出力に応じて前記各要素の作動を停止、制動、又は係止する切替機構と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１５】
前記コンプライアンス装置の直動機構が前記可動脚のリンク方向と一致するように取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１６】
前記コンプライアンス装置の直動機構が前記可動脚のリンク方向と一致しないように取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１７】
前記ロボット装置の接地部付近に配置される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１８】
前記ロボット装置の脛付近あるいはそれよりも上方に配置される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項１９】
前記ロボット装置の１箇所に複数軸同時に導入される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項２０】
前記ロボット装置の可動脚の回転部付近に配置される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項２１】
前記ロボット装置の可動脚のリンク部に配置される、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項２２】
前記ばね要素は、非線形特性、プリロード、リミッタを持つ、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項２３】
前記ダンパ要素は、非線形特性で、圧縮・伸展で特性を変化、あるいは速度に対し負特性を持つ、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【請求項２４】
前記摩擦要素は、速度依存性が小さい成分である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のロボット装置のためのコンプライアンス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の可動脚を備え、脚式作業を行なうロボット装置に係り、特に、走行や跳躍などの急激な動作を自律的に行なうロボット装置に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、走行や跳躍などの急激な動作を行なう際の衝撃吸収とダイナミック動作を実現するロボット装置並びにロボット装置のためのコンプライアンス装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行う機械装置のことを「ロボット」という。ロボットの語源は、スラブ語の“ＲＯＢＯＴＡ（奴隷機械）”に由来すると言われている。わが国では、ロボットが普及し始めたのは１９６０年代末からであるが、その多くは、工場における生産作業の自動化・無人化などを目的としたマニピュレータや搬送ロボットなどの産業用ロボット（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｒｏｂｏｔ）であった。最近では、脚式移動ロボットに関する研究開発が進展し、実用化への期待も高まってきている。ヒトの動作をモデルにした脚式移動ロボットのことを、特に、「人間形」、若しくは「人間型」のロボット（ｈｕｍａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ）と呼ぶ。
【０００４】
２足直立による脚式移動は、クローラ式や、４足又は６足式などに比し不安定で姿勢制御や歩行制御が難しくなるが、不整地や障害物など作業経路上に凹凸のある歩行面や、階段や梯子の昇降など不連続な歩行面に対応することができるなど、柔軟な移動作業を実現できるという点で優れている。
【０００５】
２足の脚式移動ロボットに関する姿勢制御や安定歩行に関する技術は既に数多提案されている。ここで言う安定な「歩行」とは、「転倒することなく、脚を使って移動すること」と定義される。機体の転倒は、ロボットが実行中の作業を中断することを意味し、且つ、転倒状態から起き上がって作業を再開するために相当の労力や時間が払われる。また、転倒によって、ロボット本体自体、あるいは転倒するロボットと衝突する相手側の物体にも、致命的な損傷を与えてしまう危険がある。このため、転倒を回避するための姿勢安定制御は、脚式移動ロボットの開発上、最も重要な課題の１つに位置付けられている。
【０００６】
直立歩行を行なうロボットは基本姿勢としての通常の直立姿勢がそもそも不安定である。多くの場合、脚式移動ロボットの姿勢安定制御には、ＺＭＰ（Ｚｅｒｏ Ｍｏｍｅｎｔ Ｐｏｉｎｔ）が歩行の安定度判別の規範として用いられている。ＺＭＰによる安定度判別規範は、歩行系から路面には重力と慣性力、並びにこれらのモーメントが路面から歩行系への反作用としての床反力並びに床反力モーメントとバランスするという「ダランベールの原理」に基づく。力学的推論の帰結として、足底接地点と路面の形成する支持多角形（すなわちＺＭＰ安定領域）のの内側にピッチ軸及びロール軸モーメントがゼロとなる点、すなわちＺＭＰが存在する（例えば、非特許文献１を参照のこと）。
【０００７】
２足歩行型のロボットの場合、一般に、以下に示す各動作期間に分割される歩行周期を繰り返すことによって行なわれる。
【０００８】
（１）右脚を持ち上げた、左脚による単脚支持期
（２）右足が接地した両脚支持期
（３）左脚を持ち上げた、右脚による単脚支持期
（４）左足が接地した両脚支持期
【０００９】
このように、脚式移動ロボットは環境との離散的な接地運動を繰り返し行なうことから、ロボットの挙動を安定化するためには、接地時の衝撃を緩和することが極めて重要である。足が路面に接地している限り、路面から常に反力を受けている。このため、脚式移動ロボットにおける脚式作業時の安定性・制御性は、四肢の動作パターンだけでなく、歩行など脚式作業を行なう路面（地面、床面）の状態の影響を受ける。
【００１０】
ここで、ロボットの可動部の自由度は、一般には、関節軸に相当するモータ・アクチュエータの回転角度や角速度をサーボ制御系により駆動制御することによって実現される。サーボ制御系は、特性を明確に決定して制御可能な点で優れており、このため、安定性の確保や運用面での安全性の確保といった多くの利点を有する。
【００１１】
これまでのロボットの歩行技術では、比較的安定な歩行が中心であり、仮に制御工学の観点からは「動歩行」と呼ばれる場合であっても、その動作は視覚的には穏やかなものであり、およそ駆け回るという状態からかけ離れたものである。こうした動作においては、サーボ制御による駆動制御がよく適合しており、高性能を機体に与えることができるであろう。
【００１２】
一方、高速な走行をロボットに行なわせることは、これまで不可能とされてきた。通常のモータ・アクチュエータでは、十分な速度、加速度を得ることが難しく、いわゆる飛んだり跳ねたりといった急激な動作には不向きだからである。
【００１３】
従来、跳躍が可能なロボットとして、例えば“３Ｄ  Ｏｎｅ  Ｌｅｇ  Ｈｏｐｐｅｒ”を挙げることができる（例えば、非特許文献２を参照のこと）。この種のロボットは、脚に空気圧直動シリンダを装備するとともに、これをジンバル機構にて支持し、任意の方向に力を伝達するというものである。ジンバル角はロール軸並びにピッチ軸に可変である。空気圧のシリンダの特性から比較的大きな力でしかも高速に動かすことが可能であり、Ｈｏｐｐｉｎｇすなわち跳躍を実現することができる。
【００１４】
しかしながら、空気圧シリンダを駆動するためには、充分な能力を持ったコンプレッサなどの動力源が必要である。このような動力源を、自由な経路を探索するロボット本体に搭載することは現実的ではない。
【００１５】
また、ロボット装置が走行したり跳躍したりする場合には、接地時の衝撃を緩和することがとりわけ重要となる。
【００１６】
例えば、足部に軟質部材を充填することで着地時の衝撃吸収・緩和と着地後の姿勢安定化を実現した２足歩行ロボットについて提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。しかしながら、これは走行や跳躍を行なうロボットではない。
【００１７】
モータ・サーボ系を利用してロボット装置の走行や跳躍などの急激な動作の実現を考慮した場合、極端に巨大なモータの利用と、かかるモータの駆動に必要な動力源の確保という悪循環を繰り返すことになる。何故ならば、モータの持つ速度や加速度の能力に限界があり、モータだけの能力で跳躍若しくは走行の動作を行なうことは困難だからである。
【００１８】
【特許文献１】特開２００１−１２９７７４号公報
【非特許文献１】ヴコブラトビッチ（Ｍｉｏｍｉｒ Ｖｕｋｏｂｒａｔｏｖｉｃ）著「脚式移動ロボット（ＬＥＧＧＥＤ ＬＯＣＯＭＯＴＩＯＮ ＲＯＢＯＴＳ）」（加藤一郎外著『歩行ロボットと人工の足』（日刊工業新聞社））
【非特許文献２】マーク・Ｈ・レイバート（Ｍａｒｃ Ｈ．Ｒａｉｂｅｒｔ）外２名著「３次元単脚ホッピング・マシンを用いたバランスに関する実験（Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ Ｉｎ Ｂａｌａｎｃｅ ｗｉｔｈ ａ  ３Ｄ ｏｎｅ−Ｌｅｇｇｅｄ Ｈｏｐｐｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）」（ロボット研究に関する国際機関誌（ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ）、１９８４年、Ｖｏｌ．３、 Ｎｏ．２，ｐｐ．７５−９２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、走行や跳躍などの急激な動作を自律的に行なうことができる、優れたロボット装置を提供することにある。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、走行や跳躍などの急激な動作を行なう際の衝撃吸収とダイナミック動作を実現するロボット装置並びにロボット装置のためのコンプライアンス装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、少なくとも可動脚を備えたロボット装置であって、
前記可動脚のリンク又は関節部位に、ばね要素と、ダンパ要素と、摩擦要素とで構成され、前記の各要素は可変で非線形特性を持つ可変式非線形コンプライアンス機構を備える、
ことを特徴とするロボット装置である。
【００２２】
本発明に係るロボットの可動脚は、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系を組み合わせた１自由度の直動機構で構成される。サーボ・モータからなる能動制御による駆動系と出力部（関節などの効果器）の間には、受動的で広帯域で応答することができる機構系が直列的に配置されている。この受動的な機構系は、例えばばねやダンパなどのコンプライアンスの他、プリロードや摩擦その他の非線形要素により構成することができる。
【００２３】
ここで、受動的なコンプライアンス機構を実現するには、単純なばねでは充分な性能を出すことは困難であり、非線形の機構要素を備えていることが好ましい。この部位に関しては、その定数などをアクチュエータなどによって変更することもできる。受動的制御系は、基本的には機械要素で実現しているが、それを補助するための制御手段を組み合わせるようにしてもよい。
【００２４】
本発明によれば、ロボット装置の脛又は足首付近において、伸縮若しくは曲げの可能なコンプライアンス機構をリンク又は関節に導入することにより、走行や跳躍などのダイナミックな動作が実現可能となる。
【００２５】
本発明に係るロボット装置は、前記ロボット装置の状態を検出するセンサと、  前記センサ出力に応じて前記可変式非線形コンプライアンス機構の作動を停止、制動、又は係止する切替機構とをさらに備えていてもよい。
【００２６】
例えば、受動的な機構系の作動をオン／オフするためのソレノイドなどの切り替え器を配置し、受動的な機構系のロック、解放、コントロールを行なう。この場合、制御処理系からの切替機構制御信号によって受動的機構系における高周波応答作用を付勢又は減勢することができる。
【００２７】
前記可変式非線形コンプライアンス機構は、その直動機構が前記可動脚のリンク方向と一致するように取り付けるようにしてもよいし、あるいは、前記可動脚のリンク方向と一致しないように取り付けるようにしてもよい。
【００２８】
例えば、本発明に係るコンプライアンス機構を脛に配置した場合を考えてみる。ロボット装置が標準姿勢をとったときには、脛は多少なりとも前傾することから、著駆動機構の伸縮方向が適当でないと、コンプライアンスが十分に機能しないことがある。ロボット装置本体は軽量化する必要があり、各フレームの変形が最小となるように剛性を持たせることは現実的ではない。そこで、必要とする直同要素は必ずしもリンク方向に一致させず、むしろ、運動形態に適した配置とすることが重要であると思料される。
【００２９】
また、前記可変式非線形コンプライアンス機構は、ロボット装置の接地部により近い部位に配置した方が効果的と考えられることから、足裏若しくは足首付近など、前記ロボット装置の接地部付近に配置するようにしてもよい。
【００３０】
あるいは、ロボット装置の移動モーションによっては、ある程度のストロークを必要とすることもある。あるいは足機構は概して小さく設計する必要があり、収容スペースが極端に狭いことがある。このような場合、前記可変式非線形コンプライアンス機構は、前記ロボット装置の脛付近あるいはそれよりも上方に配置するようにしてもよい。
【００３１】
また、１箇所に複数軸のコンプライアンス機構を導入するようにしてもよい。コンプライアンス機構は、機構的に直動の方が設計し易い場合がある。あるいは、直動成分のみならず、回転方向にもある程度のコンプライアンス要素を持たせたい場合もある。例えば、直動方向に対向する２枚の３角形の各頂点を結ぶように３軸のコンプライアンス機構を取り付けた３自由度コンプライアンス機構を構成することができる。この場合、３角形の各辺の寸法バランスにより必要な特性を導出することができる。勿論、１箇所に配置するコンプライアンス機構は３軸に限定されず、軸数をさらに増やすことで異方性を小さくしたり、あるいは配置バランスに応じて任意の異方性（方向依存性）を設定したりすることができる。また、このような特性を必ずしも１自由度のみに適用するのではなく、足首など対地適応性に影響する部位に多自由度コンプライアンス機構を実装してもよい。
【００３２】
また、前記可変式非線形コンプライアンス機構を回転部付近に配置するようにしてもよいし、あるいは前記可変式非線形コンプライアンス機構をリンク部に配置するようにしてもよい。前者の場合、単軸でも効果はあるが、直動的衝撃に対応するため、複数の軸に配置することで、上体に不要なモーメントが加わらないようにすることができる。
【００３３】
また、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を構成する前記ばね要素は、非線形特性、プリロード、リミッタを備えていてもよい。
【００３４】
ばねの荷重（変位）が小さい場合、ばねが柔らか過ぎると、変位が大きくなり過ぎ、充分な支持モーメントを発生することが困難である。逆に、徒にばね定数を上げると、緩衝に適応できない特性となる。そこで、低荷重領域では作動せず所定荷重を超えた時点で弾性特性が作動するプリロード機構と、変位量が所定値に到達した時点で弾性変形が停止するリミッタ機構をばねに適用する。このような場合、例えば通常時にはほぼ剛体として作用し非常時のみ作動する、あるいは、足先接地時に荷重とともに変位する。さらに、意図的に非線形性を与えることで、移動性能と制御特性の整合性を向上させることができる。
【００３５】
また、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を構成する前記ダンパ要素は、非線形特性で、圧縮・伸展で特性を変化、あるいは速度に対し負特性を備えていてもよい。
【００３６】
ダンパとして単純な線形粘性を持つ減衰要素を適用すると、速い外乱入力に対して抵抗力が大きくなり過ぎてしまう。すなわち、高速な応答に対しての抵抗力が大きくなり、歩行機械で考えると、急激な力に対しては剛体として作用する。そこで、本発明では、第一に、伸び方向と縮み方向で特性が変わる特性を導入し、衝撃を受けるときは減衰力を小さくして素早く吸収し、伸展するときは減衰力を大きく設定し、飛び跳ねによる転倒モーメントの発生を抑えるようにする。さらに、高速な入力に対して追従性を挙げた負特性とするという速度依存性を導入し、衝撃力による挙動は極めて速く、速度が上がったときに抵抗力が小さくなって、素早く変位させることで、上体の変位、衝撃を少なくする。
【００３７】
これら方向依存性と速度依存性という２種類のダンパ特性を自在に組み合わせることで、衝撃力を逃がし、且つ、支持するための力を適切に発生することができる。これをさらに拡張し、機体の持つ固有振動数の影響を小さくするなどの工夫を行ない、且つ急峻な変化を誘発しないための非線形特性を与えることができる。
【００３８】
また、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を構成する前記摩擦要素は、速度依存性が小さい成分であってもよい。例えば、摩擦要素が非線形な弾性特性を得た場合、加重が減じても変形が残るので、そのヒステリシス性により摩擦を得ることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、走行や跳躍などの急激な動作を自律的に行なうことができる、優れたロボット装置を提供することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、走行や跳躍などの急激な動作を行なう際の衝撃吸収とダイナミック動作を実現するロボット装置並びにロボット装置のためのコンプライアンス装置を提供することができる。
【００４１】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００４３】
図１には、本発明の実施に供される脚式移動ロボットの自由度構成を模式的に示している。
【００４４】
２足直立歩行を行なう脚式移動ロボットは、基本的には、基体に四肢が取り付けられた構造体である。ここで言う基体は、胴体部のうち、左右の股関節をつなぐ骨盤リンク若しくは体幹付近に設定された、ロボット装置全体の重心位置、あるいは質量操作量が最大となる制御対象点である。また、質量操作量は、ロボット装置内において、同じときに移動させることが可能となる部位の質量のことである。そして、質量操作量が最大の部位とは、ロボット装置内の部位のうち、移動可能で、且つ質量が最大に部位に相当する（たとえ質量が最大であっても、移動不可能であれば質量操作量が最大の部位とはならない）。
【００４５】
図１に示すロボットは、基体に四肢が取り付けられ、肩関節ピッチ軸、肩関節ロール軸、上腕ヨー軸、肘関節ピッチ軸、前腕ヨー軸、手首ロール軸、手首ピッチ軸という７自由度からなる左右の腕部と、股関節ヨー軸、股関節ロール軸、股関節ピッチ軸、膝ピッチ軸、足首ピッチ軸、足首ロール軸という６自由度からなる左右の脚部で構成されている。左右の股関節を繋ぐ骨盤Ｂ１が基体リンクに相当し、上体は３自由度（ロール、ピッチ、ヨー）の腰部関節を介して基体リンクＢ１に接続され、基体リンクＢ１に二肢の６自由度脚部と上体が接続されている。
【００４６】
これらの各関節自由度は、実際にはアクチュエータ・モータにより実現される。本実施形態では、ギア直結型で且つサーボ制御系をワンチップ化してモータ・ユニットに内蔵したタイプの小型ＡＣサーボ・アクチュエータを搭載する。なお、この種のＡＣサーボ・アクチュエータに関しては、例えば本出願人に既に譲渡されている特開２０００−２９９９７０号公報（特願平１１−３３３８６号明細書）に開示されている。
【００４７】
機体の骨盤部には、加速度センサＡ１及びジャイロＧ１が搭載されている。また、左右の足底四隅には、足底面垂直方向の床反力を検出する１軸ロードセル（Ｆ１〜Ｆ８）と、床面までの距離を測定する赤外線測距センサ（Ｄ１〜Ｄ８）がそれぞれ４つ取り付けられている。また、左右の足底中央部には、それぞれ加速度センサ（Ａ２，Ａ３）及びジャイロ（Ｇ２，Ｇ３）が取り付けられている。
【００４８】
図２には、脚式移動ロボット１００の駆動制御のために導入されている制御システムの構成の概略を示している。主制御ユニット（制御手段）３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２、動作パターンなどが格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０３、脚式移動ロボット１００に搭載される各種センサ３０６の出力としてのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３０５、及び、これらを相互に接続するバス３０４を備えている。
【００４９】
ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０３に記憶されている情報や各種センサ３０６の出力に基づいて、脚式移動ロボット１００の動作を決定し、各関節に配置されたＡＣサーボ・アクチュエータ３０７への動作指令値を含む制御信号を生成する。そして、ＣＰＵ３０１は、生成した各関節に対する制御信号を、バス３０４を介して主制御ユニット３００に接続されているＡＣサーボ・アクチュエータ３０７に印加する。これにより、各ＡＣサーボ・アクチュエータ３０７は、制御信号に含まれる動作指令値に基づいて作動され、脚式移動ロボット１００は、歩行動作を含むさまざまな動作の制御を行なう。
【００５０】
本実施形態に係る制御システムは、ＺＭＰを安定度判別規範に用いたし背院安定制御を行なう。ここで、ＺＭＰによる安定度判別規範は、歩行系から路面には重力と慣性力、並びにこれらのモーメントが路面から歩行系への反作用としての床反力並びに床反力モーメントとバランスするという「ダランベールの原理」に基づく。力学的推論の帰結として、足底接地点と路面の形成する支持多角形の内側にピッチ及びロール軸モーメントがゼロとなる点、すなわちＺＭＰが存在する。この場合、ＺＭＰに対する偏差を小さくするための位置、速度、及び加速度が連続となるように、５次多項式を用いた補間計算により歩行パターンの生成・修正を行なう。
【００５１】
また、制御システムは、ロボットの可動部の運動を周期運動と捉え、その位相を調整することで大局的な姿勢安定制御を行なうこともできる。ロボット・システムに１以上の位相発生器を用い、その位相に応じて複数の制御器の中から１つを選択する。制御器は連続的内装情報に基づいて可動部の駆動を制御する。また、物理系から実際の位相を推定し、この推定値を用いて位相発生器の振動数や位相を調節し、物理の位相とロボット・システムの位相発生器間で相互引き込みを行ない、結果としてロボットのダイナミクスを有効に用いた運動制御を実現する。
【００５２】
本実施形態では、ロボット装置の脛又は足首付近において、伸縮若しくは曲げの可能なコンプライアンス機構をリンク又は関節に導入することにより、走行や跳躍などのダイナミックな動作が実現可能となる。
【００５３】
このようなコンプライアンス機構は、基本的には、ばねと、ダンパと、摩擦という３つの要素で構成され、各要素は可変で且つ非線形特性を持つ。ここで、ばねは、非線形特性、プリロード、リミッタなどを含むものとする。また、ダンパは、非線形特性で、圧縮・伸展で特性を変化、あるいは速度に対し負特性などを持つものとする。また、摩擦は、速度依存性が小さい成分であるとする。非線形な弾性特性を得た場合、加重が減じても変形が残るので、そのヒステリシス性により摩擦を得ることができる。
【００５４】
本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構は、さらに受動的機構制御系を備えることができる。この受動的機構制御系は、当該コンプライアンス機構のロックやロックの解除、ロックをコントロールする手段などをさらに備えている。
【００５５】
図３には、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構の仕組みを概念的に示している。同図に示すコンプライアンス機構は、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系を組み合わせた１自由度の直動機構で構成される。サーボ・モータからなる能動制御による駆動系と出力部（関節などの効果器）の間には、受動的で広帯域で応答することができる機構系が直列的に配置されている。この受動的な機構系は、例えば、ばねやダンパなどのコンプライアンスの他、プリロードや摩擦その他の非線形要素により構成することができる。
【００５６】
図４には、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構をロボット装置の足周辺に取り入れた例を示している。また、図５には、同コンプライアンス機構を脚に取り入れた例を示している。
【００５７】
可変式非線形コンプライアンス機構をロボット装置の接地部により近い部位に配置した方が効果的と考えられることから、図４に示すように、足裏若しくは足首付近に配置すればよい。
【００５８】
また、ロボット装置の移動モーションによっては、ある程度のストロークを必要とすることもある。あるいは足機構は概して小さく設計する必要があり、収容スペースが極端に狭いことがある。このような場合、図５に示したように、コンプライアンス機構を脛付近あるいはそれよりも上方に配置することがよい場合もある。
【００５９】
図４並びに図５に示す例では、可変式非線形コンプライアンス機構の作動方向は、回転及び並進のいずれも想定している。また、同コンプライアンス機構をロボット装置の該当部位に取り付けるに際し、その作動方向は必ずしもリンク軸方向に限定されない。例えば、図６に示すように、リンク軸に対し任意の方向に取り付けることで、ロボット装置の運用目的や寸法関係に適合させることが可能である。
【００６０】
例えば、本発明に係るコンプライアンス機構を脛に配置した場合を考えてみる。ロボット装置が標準姿勢をとったときには、脛は多少なりとも前傾することから、著駆動機構の伸縮方向が適当でないと、コンプライアンスが十分に機能しないことがある。ロボット装置本体は軽量化する必要があり、各フレームの変形が最小となるように剛性を持たせることは現実的ではない。そこで、必要とする直同要素は必ずしもリンク方向に一致させず、むしろ、運動形態に適した配置とすることが重要であると思料される。
【００６１】
また、１箇所の取り付け部位において単軸のコンプライアンス機構のみが取り付けられるとは限らない。例えば図７に示すように、１箇所に複数軸のコンプライアンス機構を導入することも可能である。
【００６２】
コンプライアンス機構は、機構的に直動の方が設計し易い場合がある。あるいは、直動成分のみならず、回転方向にもある程度のコンプライアンス要素を持たせたい場合もある。図７に示す例では、３角形の各辺の寸法バランスにより必要な特性を導出することができる。勿論、１箇所に配置するコンプライアンス機構は３軸に限定されず、軸数をさらに増やすことで異方性を小さくしたり、あるいは配置バランスに応じて任意の異方性（方向依存性）を設定したりすることができる。また、このような特性を必ずしも１自由度のみに適用するのではなく、足首など対地適応性に影響する部位に多自由度コンプライアンス機構を実装してもよい。
【００６３】
また、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を可動脚上で複数導入することができる。
【００６４】
図８には、可変式非線形コンプライアンス機構を回転部付近に配置した例として、股関節、膝、足首など、可動脚を構成する関節毎に可変式非線形コンプライアンス機構を導入した様子を示している。この場合、単軸でも効果はあるが、直動的衝撃に対応するため、複数の軸に配置することで、上体に不要なモーメントが加わらないようにすることができる。
【００６５】
また、図９には、可変式非線形コンプライアンス機構をリンク部に配置した例として、大腿部、下腿部、足部など可動脚を構成するリンク軸毎に同コンプライアンス機構を導入した様子を示している。
【００６６】
図８並びに図９のいずれに示した場合であっても、ロボット装置が歩行やその他の脚式動作を行なう場合に要求される特性を考慮すると、足先若しくは接地面により近い部位にコンプライアンス機構を配置した方が緩衝効果やその他の対地適応性が向上する。一方、慣性力の低減という観点から考慮すると、重量物を少しでも先端部に配置しない方がよいので、ロボットの移動状態や規模に応じてコンプライアンス機構を適宜分産して配置する必要がある。
【００６７】
図３に示した可変式非線形コンプライアンス機構は、能動的なサーボ制御系と受動的な機構制御系からなる混合制御系の概念を実現した直動機構である。
【００６８】
同図に示した例では、サーボ・モータからなる能動制御による駆動系と出力部（関節などの効果器）の間には、受動的で広帯域で応答することができる機構系が直列的に配置されている。この受動的な機構系は、例えば、ばねやダンパなどのコンプライアンスの他、プリロードや摩擦その他の非線形要素により構成することができる。また、受動的な機構系と出力部の間に、さらに他のリンクや関節などを含んでいてもよい。また、機構要素は、コイルなどの電気系であってもよい。
【００６９】
ここで、受動的なコンプライアンス機構を実現するには、単純なばねでは充分な性能を出すことは困難であり、非線形の機構要素を備えていることが好ましい。この部位に関しては、その定数などをアクチュエータなどによって変更することもできる。受動的制御系は、基本的には機械要素で実現しているが、それを補助するための制御手段を組み合わせることも想定している。
【００７０】
図３に示した例では、受動的な機構系の作動をオン／オフするためのソレノイドなどの切り替え器を配置しており、受動的な機構系のロック、解放、コントロールを行なう。すなわち、制御処理系からの切替機構制御信号によって受動的機構系における高周波応答作用を付勢又は減勢することができるようになっている。
【００７１】
勿論、上述したような受動的な機構制御系と組み合わせなくとも、本発明の所望の作用効果を達成することはできるが、さらに高性能で、緻密な制御を可能にすることができる。
【００７２】
以下では、ばねやダンパなど、受動的な機構制御系を構成する各要素について説明する。
【００７３】
ばね
図１０には通常の線形ばねの弾性特性を示している。このような単純ばねを適用するのは、安定性を確保する上では不適切である。何故ならば、必要な支持モーメントを発生しようとしても、その変位が小さい場合は充分に伝わらず、転倒につながる可能性があるからである。この場合、ばねの荷重（変位）が小さい場合、ばねが柔らか過ぎると、変位が大きくなり過ぎ、充分な支持モーメントを発生することが困難である。逆に、ばね定数を上げると、緩衝に適応できない特性となる。すなわち、脚式移動ロボットへ直接利用することは困難であり、いたずらにストロークが大きくなるか、振動を起こすなどの問題が考えられる。また、位置を決定するのに、ばね要素が入ることは一般に制御が難しくなる。
【００７４】
そこで、本実施形態では、低荷重領域では作動せず所定荷重を超えた時点で弾性特性が作動するプリロード機構と、変位量が所定値に到達した時点で弾性変形が停止するリミッタ機構をばねに適用している。この場合のばね特性は図１１に示す通りとなり、ばね定数を適度に抑え、且つ、低荷重域の特性を改善するためのオフセット（バイアス）が与えられている。
【００７５】
図１１に示すようなばね特性を得ることにより、例えば通常時にはほぼ剛体として作用し非常時のみ作動する、あるいは、足先接地時に荷重とともに変位するようにすることができる。
【００７６】
また、機構的な位置関係でなく、切替機構のようなものを制御することにより同様の特性を実現した場合には、図１２のようになることを含んでいる。若しくは、意図的に非線形性を与えることで、移動性能と制御特性の整合性を向上させることができる。
【００７７】
機能に、プリロード、変位ストッパ、非線形特性ばねなどを組み合わせると効果的である。また、これらの要素のつながりに極端な段（不連続）のついたものは、挙動を乱す原因になるので滑らかに変化するような特性を考慮しておく必要がある。
【００７８】
ダンパ
図１３には、基本モデルとなるダンパの特性を示している。図示のダンパは、線形粘性を持つ減衰要素である。このような単純な特性のものを適用すると、速い外乱入力に対して抵抗力が大きくなり過ぎてしまう。すなわち、高速な応答に対しての抵抗力が大きくなり、歩行機械で考えると、急激な力に対しては剛体として作用する。このため、結局のところ、転倒モーメントを発生させる原因となる。この対策として、以下の２つの方法を導入する。
【００７９】
（１）伸び方向と縮み方向で特性が変わる
（２）高速な入力に対して追従性を挙げた負特性とする。
【００８０】
図１４には、１番目の方法を導入し、方向による異特性を与えたダンパの特性を示している。すなわち、荷重が加わる方向に応じて減衰率を変えることが有効であり、衝撃を受けるときは減衰力を小さくして素早く吸収し、伸展するときは減衰力を大きく設定し、飛び跳ねによる転倒モーメントの発生を抑えるようにする。
【００８１】
また、図１５には、２番目の方法を導入し、系が作動する速度に応じて特性が切り替わるという速度依存型のダンパ特性を示している。衝撃力による挙動はきわめて速く、速度が上がったときに抵抗力が小さくなって、素早く変位させることで、上体の変位、衝撃を少なくすることが望ましい。図１５に示したように、ダンパに負特性を与えることでこの機能を実現することができる。
【００８２】
図１４並びに図１５に示したダンパ特性を自在に組み合わせることで、衝撃力を逃がし、且つ、支持するための力を適切に発生することができる。これをさらに拡張し、機体の持つ固有振動数の影響を小さくするなどの工夫を行ない、且つ急峻な変化を誘発しないための非線形特性を与える。図１６には、この場合のダンパ特性例を示している。コンプライアンス機構に対し、方向による異特性と、速度による負特性と、非線形減衰機構を組み合わせることで、より効果的となる。但し、これらの要素のつながりに極端な段の付いたものは挙動を乱す原因となるので、滑らかに変化するような特性を考慮しておく必要がある。
【００８３】
また、ばねやダンパ以外に、摩擦などの要素を適宜導入することにより、特性改善を行なうことができる。
【００８４】
切替機構
受動的機構制御系の特性を切り替えるために、プリロード、ラッチ又はソレノイド、ブレーキ機構など、あるいはこれらの組み合わせを導入することができる。
【００８５】
荷重や速度が大きくなると受動的に動作開始したり、制御を与えることで切り替え動作を明確にしたりする。あるいは、特性自体を作り出したりすることに利用することもできる。
【００８６】
図１７には、上述した、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示している。
【００８７】
非線形ばね要素は、不定ピッチや多重ばねなどで構成される。リミット機構は緩衝部を有し、ストッパで急激に停止させるのではなく、緩衝材を用いておくことが好ましい。ばねには、プリロード機構が作用している。ロック機構としてプレーキやラッチなどを用いる。受動的及び能動的制御系のいずれにもロック機構を装備する。
【００８８】
また、ダンパは、往路と復路とで抵抗が変わる。往路と復路で非対称となる特性は、例えば、歩行のように支持脚時のみ高い負荷が掛かり、遊脚時にはほとんど負荷が掛からない。非線形ダンピング機構には、流体の他、固体摩擦、コイルなどの電気系を利用することができる。
【００８９】
図１８には、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構を可動脚の下腿部（脛）に実装した様子を示している。
【００９０】
図示の場合、脛リンクなどの方向軸に対し、ピッチ又はロール方向に±３０度程度の範囲で曲げて配置することが、設計面から可能である。２足歩行のロボット装置の場合、リンク構成を持つ以上、完全に進展することが現実的でないので、こうした配置を行なう必要がある。
【００９１】
また、図１９には、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構を、可動脚の下腿部において、任意のリンク機構と組み合わせて実装した様子を示している。図示の場合、同コンプライアンス機構の実効的な動作方向や回転軸を設定、調整することができる。
【００９２】
直動要素又は極めて大きな曲率半径のコンプライアンス気候を実現したい場合には、図示のような平行リンク機構を構成することが考えられる。この場合、リンク長を変更するだけで、任意の位置に回転中心を配置することが可能であり、且つ、比較的強固な機構系を実現することができる。
【００９３】
図２０には、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構を各可動脚の下腿部（脛）に導入した２足歩行型の脚式移動ロボットが歩行動作を行なう様子を示している。また、図２１には、同コンプライアンス機構を各可動脚の足部に導入した脚式移動ロボットが歩行動作を行なう様子を示している。
【００９４】
ロボット装置の規模が小さくなるほど、機構的に収容スペースの制約が厳しくなる。また、足裏と足首軸の距離はできる限り小さくした方がよい。そこで、図２０に示したように、比較的余裕のある脛や腿にコンプライアンス機構を配置することで、十分なストロークと必要な動作軸を確保することが可能となる。脚が着地すると、その１次衝撃を吸収するためにコンプライアンス機構が作動し、収縮限界近傍でロック機構が作動し、その位置が保持される。これによって、機体のふらつきによる転倒モーメントの発生を抑制し、支持モーメントを確保することができる。また、足が離反する際には、そのロック機構が解除され、次の着地に対処する。ロック機構の解放の仕方により、走行や歩行の補助となり得る。完全に遊脚になってからでもよく、あるいは離反する瞬間にロック機構の解除を利用すると、運動の制御に役立てることができる。
【００９５】
一方、コンプライアンス機構を小型且つ軽量に設計した場合、図２１に示したように、移動面からより近い部位に配置することで、衝撃を効率的に吸収することができる。足や足首付近にコンプライアンス機構を取り付けた場合、足の着地時にその１次衝撃を吸収するためにコンプライアンス機構が作動し、その収縮限界付近でロックが作動し、その位置が保持される。これによって、機体のふらつきによる転倒モーメントの発生を抑制し、支持モーメントを確保することができる。また、足が離反する際には、そのロック機構が解除され、次の着地に対処する。ロック機構の解放の仕方により、走行や歩行の補助となり得る。完全に遊脚になってからでもよく、あるいは離反する瞬間にロック機構の解除を利用すると、運動の制御に役立てることができる。
【００９６】
但し、本実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構の受動特性は、変位ストッパの作動により得られる。また、同コンプライアンス機構の能動特性は上記の切替機構により得られる。
【００９７】
各図に示すように、まず足先が接地するとともに、荷重が大きくなるため、ある条件を超えた付近から変位する。荷重が充分に乗ると、充分な支持モーメントと位置並びに姿勢精度が必要になるので、ロック機構が作動する。
【００９８】
歩行動作時の後ろ足が路面を蹴り出す動作では、これらが解放されることで、蹴り出す力を発生することができる。
【００９９】
本発明によれば、ロボット装置の可動脚に、特性を任意に設定・調整できる非線形コンプライアンス機構要素を導入することで、移動性能が飛躍的に向上することができる。
【０１００】
高速移動
本発明によれば、ロボット装置の高速移動が可能となる。具体的には、走行動作や跳躍動作などである。このような動作には、歩行とは全く異なる制御概念を導入する必要がある。前述した通り、高速な応答、特に高い振動数（高速な）入力に対応できるモータ・サーボ系は現在のところ存在しないので、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構は有効であると考えられる。
【０１０１】
凹凸への適応能力向上
ロボット装置が移動する路面の凹凸の変化が激しくなると、移動速度が遅くても、脚の各関節、特に末端部において、高速に動かなければならなくなる。関節の動作が路面の変化に追いつかない場合、機体自ら転倒するなど不安定な状態になるモーメントを発生することとなってしまう。これに対し、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を関節又はリンクに適用した場合、予期せぬ移動面における外乱に対し有効に適応することができる。
【０１０２】
優れた歩行動作の実現
従来の剛性のある脚機構は、正確に状態を検出し、正確に位置決めを行なうことでその性能を発揮する。このため、高速な外乱に対処できないという側面がある。これに対し、本発明によれば、コンプライアンス要素を取り入れることで、制御手法自体が大きく変わる。例えば、コンプライアンス機構がラッチ機構またはこれに類似する機構を装備した場合、地面に足を押し付けるように歩くことで、不整地での安定性を向上させるような歩行を実現することができる。
【０１０３】
歩行動作
従来の剛性のある脚機構は、正確に状態を検出し、正確に位置決めを行なうことで、その性能を発揮していた。この場合、制御系が高速な外乱に対処できないという側面がある。これに対し、本発明によれば、制御系にコンプライアンス要素を導入することで、制御手法自体が大きく変わる。例えば、ラッチ機構のようなものを装備し、地面に足を押し付けるように歩くことで、不整地での安定性を向上させることができる。
【０１０４】
各種の移動形態に対応
本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構は、受動的、能動的な動作が切り替わる要素を備えている。例えば、通常の歩行時はほぼリジッドに動作するが、力が大きく速度が上がる走行時にはコンプライアンス要素が作動する。これらの制御動作は、根本的に異なるものであり、同一の機構モデルで対応することは一般には困難であるが、本発明によれば、場面毎に適した機構モデルに再構成することができる。
【０１０５】
表現力の向上
現在、ロボット装置の性能はいまだ発展段階にあり、さまざまな性能を示す必要がある。動作の表現力もその１つであるが、コンプライアンス要素を持たせることで，緻密な力制御でなくても足裏の接地状態を選択することができる。例えば、人間形のロボット装置に舞踏的な動作をさせる場合、設計上の理由からロボットの関節自由度は概して不足気味になるが、コンプライアンス要素を利用して摺り足のような動作を可能とすることから、冗長でない脚機構であっても冗長的な動作を実現することができ、表現力の幅が拡がる。
【０１０６】
緩衝
本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構は、衝撃吸収の効果を備えている。衝撃吸収効果は、ロボット装置のほぼすべての動作にわたり、有効に作用する。しかも、コンプライアンス要素として単純にばねを導入しただけとは異なり、制御性を損なわない特性を与えることができるので、機構の保護が必要となる条件下で優先的、選択的に動作させることも可能である。
【０１０７】
エネルギ変換効率の改善
本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構系ではエネルギを散逸させる要素が導入されているが、必ずしもエネルギ消費が多くなるとは限らない。何故ならば、上記に挙げたことを実現できる手法であるにも拘らず、重量軽減、ピーク・パワーの分散などが期待できるからである。まず、高速移動に関して述べると、すべての仕事をアクチュエータがまかなう訳ではなく、コンプライアンス要素がそれを一時的に受け止めたり、あるいはダンピング要素が重力方向の力を受け持ったりすることが可能であることから、制御動作そのものを変更できる。例えばモータを小型に設定することができる。この結果、動力源の規模も小さくでき、駆動能力に余裕が出るという相乗効果が得られる。したがって、エネルギ面で効率のよい、高性能なロボット装置を実現できる。付言すれば、小型のアクチュエータは概して高速な応答性に優れ、ロボット装置がダイナミックな動作の実現には大変有利である。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。
【０１０９】
本発明の要旨は、必ずしも「ロボット」と称される製品には限定されない。すなわち、電気的若しくは磁気的な作用を用いて人間の動作に似せた運動を行なう機械装置あるいはその他一般的な移動体装置であるならば、例えば玩具などのような他の産業分野に属する製品であっても、同様に本発明を適用することができる。
【０１１０】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１は、本発明の実施に供される脚式移動ロボットの自由度構成を模式的に示した図である。
【図２】図２は、脚式移動ロボット１００の制御システムの構成の概略を示した図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る可変式非線形コンプライアンス機構の仕組みを概念的に示した図である。
【図４】図４は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構をロボット装置の足周辺に取り入れた例を示した図である。
【図５】図５は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構をロボット装置の脚に取り入れた例を示した図である。
【図６】図６は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構をリンク軸に対し任意の方向に取り付けた様子を示した図である。
【図７】図７は、１箇所に複数軸のコンプライアンス気候を導入した様子を示したずである。
【図８】図８は、可動脚を構成する関節毎に可変式非線形コンプライアンス機構を導入した様子を示した図である。
【図９】図９は、可動脚を構成するリンク軸毎に可変式非線形コンプライアンス機構を導入した様子を示した図である。
【図１０】図１０は、通常のばねの弾性特性を示した図である。
【図１１】図１１は、リミッタ機構とプリロード機構を適用した場合のばねの弾性特性を示した図である。
【図１２】図１２は、リミッタ機構とプリロード機構を適用した場合のばねの弾性特性を示した図である。
【図１３】図１３は、基本モデルとなるダンパの特性を示した図である。
【図１４】図１４は、方向による異特性を与えたダンパの特性を示した図である。
【図１５】図１５は、速度依存型のダンパ特性を示した図である。
【図１６】図１６は、急峻な変化を誘発しないための非線形特性が付与されたダンパ特性を示した図である。
【図１７】図１７は、ばね、ダンパ、切替機構を有機的に組み合わせた機構ユニットの構成例を示した図である。
【図１８】図１８は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を可動脚の下腿部に実装した様子を示した図である。
【図１９】図１９は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を、可動脚の下腿部において、任意のリンク機構と組み合わせて実装した様子を示した図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を各可動脚の下腿部に導入した２足歩行型の脚式移動ロボットが歩行動作を行なう様子を示した図である。
【図２１】図２１は、本発明に係る可変式非線形コンプライアンス機構を各可動脚の足部に導入した２足歩行型の脚式移動ロボットが歩行動作を行なう様子を示した図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００…脚式移動ロボット
３００…主制御ユニット
３０１…ＣＰＵ
３０２…ＲＡＭ
３０３…ＲＯＭ
３０４…バス
３０７…ＡＣサーボ・アクチュエータ
【図１】
2005177918.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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